El uso de la hoja de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) para el ciclismo

CFRP, corto para polímero reforzado con fibra de carbono o plástico reforzado con fibra de carbono.

En el ciclismo, los materiales de fibra de carbono se han convertido en el material central de los equipos de alta gama y profesionales debido a sus características como el peso ligero, la alta rigidez, la alta resistencia, la resistencia a la corrosión y la libertad de diseño. Se usan ampliamente en piezas clave como marcos, ruedas, horquillas delanteras, accesorios, etc. El siguiente es un análisis de escenarios de aplicación específicos y razones para la adaptación:

Escenarios de aplicación central de la hoja de fibra de carbono negro en los deportes de ciclismo

1. Marco: el "esqueleto" del ciclismo, determinando el rendimiento general

El marco es el núcleo de los equipos de ciclismo y debe cumplir con los requisitos de "liviano, rigidez, absorción de choques y resistencia a la fatiga". Los marcos de fibra de carbono son actualmente la opción principal para bicicletas de carretera de alta gama, bicicletas de pista, bicicletas TT (bicicletas de contrarreloj) y bicicletas de ruta de grava.

Método de aplicación: a través de la colocación en capas (0 °, ± 45 °, 90 °, etc.) de tela de fibra de carbono (como T700, T800, T1000 y otras calificaciones), la resina se cura y se forma para formar una forma de tubo compleja.

Modelos típicos: las bicicletas de carretera profesionales, las bicicletas de carreras de pista y las bicicletas de carreras TT se basan en marcos de fibra de carbono.

2. Ruedas: afectando la aceleración, la escalada y la eficiencia aerodinámica

El momento de inercia y la forma aerodinámica de las ruedas afecta directamente la eficiencia de conducción. Las ruedas de fibra de carbono son el "estándar" para bicicletas de carretera de alta gama y bicicletas de triatlón.

Método de aplicación:

RIM: Hecho de laminado de fibra de carbono (compuesto con resina), con un diseño común "compatible con neumáticos sin cámara" (reduciendo la resistencia a la rodadura);

Rosgrafía: los radios de fibra de carbono de alta gama reemplazan los radios de aleación de aluminio tradicionales, y la rigidez se mejora a través del proceso de pre-estiramiento;

Rueda de carbono completa: algunas ruedas de nivel superior están hechas de fibra de carbono integrada para llantas + radios + cubos.

3. Hornera delantera: la clave para controlar y absorción de choques

Las horquillas delanteras de las bicicletas de carretera y las bicicletas de montaña deben tener en cuenta tanto la "rigidez (precisión de la dirección)" como la "absorción de choque (lidiar con golpes)". Las horquillas frontales de fibra de carbono se usan ampliamente en modelos de mediana a alta gama.

Método de aplicación: el tubo de fibra de carbono está conectado al tubo de cabeza de metal a través de una interfaz cónica, y algunas horquillas frontales de bicicleta de montaña de alta gama usan patas de fibra de carbono completa.

4. Conectando accesorios: optimización de detalles livianos

Aunque las piezas de conexión, como el tubo del asiento, el tallo, el manillar son pequeños, tienen un impacto significativo en el peso y la rigidez de todo el vehículo. La fibra de carbono es un material común para estos accesorios.

Método de aplicación:

Tubo de asiento: fibra de carbono Peso del tubo del asiento, al tiempo que reduce el "dolor de cadera";

STEM/MANABAR: el vástago de fibra de carbono puede mejorar la rigidez del manillar y reducir el retraso de la dirección;

Otros: las piezas pequeñas como el soporte del medidor, el pedal, la base de la jaula de la botella también están comúnmente hechas de fibra de carbono.

5. Equipo para escenarios especiales: necesidades personalizadas

Bikes de carretera de grava: algunos modelos usan marcos híbridos de fibra de carbono para equilibrar la ligereza y la resistencia al impacto; Bicicletas de energía eléctrica: las bicicletas de energía eléctrica de alta gama usan fibra de carbono en cajas de baterías, soportes del motor y otras piezas para compensar el peso de la batería y mejorar la rigidez general.

Hoja de fibra de carbono AHD

¿Por qué la hoja de fibra negra AHD CFRP es más adecuada para el ciclismo? 

Los requisitos centrales de los equipos de ciclismo son "ligeros, de alta rigidez y resistencia a la fatiga", y las características de la fibra de carbono son muy consistentes con estos requisitos:

1. Ligero: reducir el consumo de energía del ciclismo

La densidad de la fibra de carbono es solo 2/3 de aleación de aluminio y 1/4 de acero

El peso de un marco de bicicleta de carretera de fibra de carbono es de aproximadamente 700-800 gramos, mientras que el marco de aleación de aluminio del mismo nivel es de aproximadamente 1000-1200 gramos.

Efecto: El peso de todo el vehículo se reduce en 1 kg, y los atletas profesionales pueden ahorrar energía más significativamente al escalar.

2. Alta rigidez: mejorar la eficiencia del pedaleo y el control

Rigidez (mide la capacidad de los materiales para resistir la deformación. El módulo elástico de la fibra de carbono puede alcanzar 200-700GPA (3-10 veces mayor que de aleación de aluminio).

Rigidez del marco: los marcos de fibra de carbono se deforman menos al pedalear, y la eficiencia de transmisión de energía es mayor;

Rigidez de la rueda: las ruedas de fibra de carbono resisten la deformación durante las curvas más que las llantas de aleación de aluminio, y son más estables cuando se aceleran a altas velocidades y tienen una respuesta de aceleración más rápida.

3. Alta fuerza: lidiar con tensiones complejas

La resistencia a la tracción de la fibra de carbono puede alcanzar 2-3 veces que la aleación de aluminio, y su resistencia a la fatiga es muy superior a la del metal.

Resistencia al marco: los marcos de fibra de carbono pueden soportar fuerzas de impacto de más de 1000 kg, mientras que los marcos de aleación de aluminio son propensos a agrietarse bajo el mismo impacto;

Resistencia a la rueda: las llantas de fibra de carbono pueden soportar fuerzas laterales de 200-300 kg, mientras que las llantas de aleación de aluminio pueden deformarse o romperse en casos extremos.

4. Resistencia a la corrosión: adaptación a entornos cambiantes

El ambiente de conducción a menudo está expuesto a medios corrosivos como la lluvia, el agua salada (costa) y el sudor (ácido). Las propiedades químicas de la fibra de carbono en sí son estables (no reacciona con ácido, álcali o sal), y la capa de resina superficial puede aislar la humedad, y su resistencia a la corrosión es muy superior a la aleación o el acero de aluminio.

5. Libertad de diseño: optimización de aerodinámica y comodidad

La fibra de carbono se puede convertir en superficies curvas complejas a través de procesos como moldeo y autoclave, o compuesto con otros materiales para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios.

Optimización aerodinámica: el diseño del "tubo plano" del marco de fibra de carbono de bicicleta de carretera puede reducir la resistencia al viento;

Diseño de absorción de choque: al ajustar el ángulo de la capa de fibra de carbono, la horquilla delantera de la fibra de carbono o el tubo del asiento puede absorber las vibraciones de la carretera y mejorar la comodidad de la conducción a larga distancia.

En el ciclismo, los materiales de fibra de carbono se han convertido en el "núcleo de rendimiento" de los equipos de alta gama y profesionales a través de sus ventajas integrales, como la ligera para reducir el consumo de energía, la alta rigidez para mejorar la eficiencia, la alta fuerza para hacer frente al impacto, la resistencia a la corrosión para extender la vida y diseñar libertad para optimizar la aerodinámica y la comodidad. Desde los marcos "que rompen el viento" de las bicicletas de carretera hasta las horquillas delanteras "livianas" de las bicicletas de montaña, desde la "respuesta de alta velocidad" de las ruedas de fibra de carbono hasta la "reducción de peso detallada" de los accesorios de conexión de carbono se ha penetrado profundamente en todas las áreas de equipos de ciclo, especialmente en escenarios competitivos, largos y difíciles de ciclo difíciles.